Чтобы снизить саморазряд литиевых аккумуляторов и продлить срок их службы, следуйте следующим советам: храните аккумуляторы при уровне заряда 40–60%, следуйте правилам хранения в прохладном и сухом месте, используйте передовые методы зарядки и строго следуйте инструкциям по эксплуатации. В таблице ниже показано, как условия хранения и зарядки влияют на скорость саморазряда:
Состояние | Скорость саморазряда в месяц | Расчетный годовой саморазряд |
|---|---|---|
Первые 24 часов | ~ 5% | ARCXNUMX |
Нормальные условия | 1-2% (плюс 3% от контура безопасности) | Примерно 20-30% или более за один год |
Полная зарядка при 25°C | 20%. | Очень высокий, потенциально превышающий 100% в совокупности |
Полная зарядка при 0°C | 6% | Повышенная, но ниже, чем при 25°C |
Полная зарядка при 60°C | 35%. | Чрезвычайно высокий, ускоряющийся саморазряд |
Соблюдая эти правила и рекомендации по зарядке, вы сможете снизить саморазряд, сократить эксплуатационные расходы и повысить надежность ваших литиевых аккумуляторных батарей.
Основные выводы
Храните литиевые батареи при уровне заряда 40–60% в прохладном, сухом месте, чтобы свести к минимуму саморазряд и предотвратить повреждение при длительном хранении.
Не допускайте воздействия на аккумуляторы высоких и низких температур; температура от 15°C до 25°C помогает сохранить работоспособность и производительность аккумулятора.
Используйте сертифицированные высококачественные аккумуляторные батареи и надежные системы управления батареями для защиты батарей, балансировки ячеек и продления срока их службы.
Часть 1: Саморазряд литиевой батареи
1.1 Причины
Вы сталкиваетесь саморазряд литиевых аккумуляторных батарей Понимание этих причин помогает контролировать производительность и надежность аккумуляторов в таких требовательных отраслях, как медицинское оборудование, робототехника и промышленная автоматизация.
Физические микрокороткие замыкания
Пыль, заусенцы и металлические примеси в электродах или вспомогательных материалах могут стать причиной микрокоротких замыканий.
Металлические примеси, такие как медь, цинк или железо, растворяются и вновь отлагаются, образуя дендриты, которые проникают в сепаратор. Этот процесс приводит к постоянному потреблению электроэнергии и высокому уровню саморазряда.
Химические реакции
Влага вызывает разложение электролита, в результате чего образуются едкие газы, которые повреждают пленку SEI.
Растворители электролита могут медленно окисляться во время хранения, увеличивая саморазряд литиевых аккумуляторных батарей.
Нестабильность пленки SEI приводит к ее отслаиванию и переформированию, что приводит к потреблению лития и растворителей, что приводит к необратимой потере емкости.
Плохая упаковка может стать причиной коррозии и утечки электролита, что еще больше увеличит скорость саморазряда.
Дополнительные факторы
Температура и внутреннее сопротивление играют важную роль. Более высокие температуры ускоряют как химические, так и физические процессы, увеличивая саморазряд литиевых аккумуляторов.
Наконечник: Всегда храните батареи в контролируемых условиях и используйте высококачественные материалы, чтобы свести эти риски к минимуму.
1.2 Влияние на продолжительность жизни
Саморазряд литиевых аккумуляторов напрямую влияет на полезную ёмкость и срок службы. Если литий-ионные аккумуляторы не используются, происходит спонтанная потеря ёмкости. Часть этой потери обратима, но внутренние реакции, например, между электродами и электролитом или примесями, приводят к постоянным, необратимым изменениям. потеря мощности.
Более высокие температуры и высокий уровень заряда ускоряют саморазряд литиевых аккумуляторных батарей, что приводит к более быстрому снижению емкости и сокращению срока службы.
Повышенные темпы саморазряда со временем снижают полезную емкость, особенно в аккумуляторных батареях, где дисбаланс ячеек может привести к перезаряду или чрезмерному разряду, что еще больше сокращает срок службы.
На саморазряд литиевых аккумуляторных батарей влияют такие факторы, как материалы катода и анода, состав электролита, температура хранения, методы зарядки и производственные примеси.
Тип батареи | Скорость саморазряда |
|---|---|
Литий-ионные аккумуляторы | Потеря ~5% в первые 24 часа, затем 1-2% в месяц |
никель-кадмий | 10-20% в месяц |
Никель-металлогидрид | До 30% в первые 24 часа, далее 15-20% в месяц |
Свинцово-кислотный | Около 5% в месяц |
Вы видите, что литий-ионные аккумуляторы обладают более низкой скоростью саморазряда по сравнению с никелевыми аккумуляторами, что делает их более подходящими для критически важных применений, где важны длительный срок службы и надежные циклы зарядки.
Часть 2: Советы по хранению
2.1 Идеальный уровень заряда
Вы можете максимально продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов, строго следуя рекомендациям по хранению. Хранение аккумуляторов при умеренном уровне заряда от 40% до 60% — один из наиболее эффективных методов. Такой диапазон помогает минимизировать саморазряд и избежать рисков, связанных с полным зарядом или глубоким разрядом. При хранении полностью заряженных аккумуляторов высокое напряжение ускоряет старение и потерю емкости. При хранении аккумуляторов при уровне заряда 0% саморазряд может привести к глубокому разряду, что приведет к необратимым повреждениям.
Наконечник: Всегда проверяйте напряжение перед хранением. Для литий-ионных аккумуляторов напряжение от 3.7 до 3.82 В на элемент соответствует оптимальному уровню заряда 40–50%.
При длительном хранении следует периодически проверять аккумуляторы. Если уровень заряда падает ниже 20%, зарядите их до рекомендуемого уровня. Это предотвращает глубокий разряд и сохраняет работоспособность аккумулятора. При хранении более трёх месяцев поддерживайте уровень заряда аккумуляторов примерно на 50% и проверяйте его состояние раз в квартал.
Сравнение уровней заряда накопителя и эффектов:
Степень зарядки | Скорость саморазряда | Риск повреждения | Рекомендуется для хранения |
|---|---|---|---|
0% | Высокий | Глубокий разряд, необратимые повреждения | ❌ нет |
Низкий | Минимальные | ✅ да | |
100%. | Высокий | Напряжение, ускоренное старение | ❌ нет |
Не следует хранить литий-ионные аккумуляторы в полностью заряженном или полностью разряженном состоянии в течение длительного времени. Диапазон 40–60% обеспечивает стабильное напряжение с низким уровнем напряжения, что снижает саморазряд и предотвращает глубокий разряд при длительном хранении. Рекомендуется периодически проверять уровень заряда и доливать его до этого уровня при зарядке и хранении.
2.2 Температура и влажность
Для безопасного и эффективного хранения литий-ионных аккумуляторов необходимо контролировать температуру и влажность. Оптимальная температура хранения и эксплуатации при длительном хранении составляет от 15 до 25 °C (от 59 до 77 °F). Хранение аккумуляторов в этом диапазоне снижает саморазряд и потерю ёмкости. При хранении аккумуляторов при температуре выше 30 °C (86 °F) саморазряд увеличивается, а деградация ускоряется. Длительное воздействие температуры 35 °C (95 °F) может привести к потере ёмкости на 3–5% в месяц из-за разложения электролита и литирования. Для аккумуляторов старых моделей следует избегать хранения при температуре ниже нуля из-за риска замерзания электролита.
Диапазон температур | Влияние на литиевые батареи | Рекомендация |
|---|---|---|
От 10°C до 25°C (50°F-77°F) | Оптимально подходит для длительного хранения; снижает саморазряд и потерю емкости | Для продления срока службы храните батареи в этом диапазоне. |
Выше 30°C (86°F) | Увеличивает саморазряд и ускоряет деградацию | Избегайте хранения при температуре выше этой. |
35 ° C (95 ° F) | Вызывает потерю емкости на 3–5 % в месяц из-за разложения электролита и литирования. | Избегайте длительного воздействия этой температуры. |
Ниже 0°C (32°F) | Риск замерзания электролита в старых конструкциях аккумуляторов | Избегайте хранения старых аккумуляторов при температуре ниже нуля. |
Влажность также играет важную роль при хранении аккумуляторов. Высокая влажность увеличивает риск коррозии контактов аккумулятора и может привести к образованию конденсата между клеммами, что может привести к короткому замыканию. Короткие замыкания могут привести к перегреву и возгоранию. Хранить литий-ионные аккумуляторы следует при относительной влажности около 50%, использовать защитные крышки клемм и хранить аккумуляторы в сухом, проветриваемом помещении. Высокая температура в сочетании с высокой влажностью ускоряет снижение емкости и увеличивает риск протечки аккумулятора из-за повреждения уплотнительного материала.
Примечание: Влага усиливает неблагоприятные химические реакции внутри аккумулятора, что может представлять угрозу безопасности даже без достижения температур, вызывающих самовозгорание.
Влияние влажности на литиевые батареи:
Аспект | Влияние влажности на литиевые батареи |
|---|---|
Скорость саморазряда | Увеличивается при высокой влажности из-за проникновения влаги, влияющей на контакты аккумулятора и внутренние реакции. |
Образование примесей | На поверхности электродов образуются слои LiOH и Li2CO3, ухудшающие электрохимические характеристики. |
Коррозия и деформация | Соляной туман и соленая влажность вызывают коррозию, механическую деформацию и ускоренное снижение емкости. |
Электрохимические характеристики | Деградация наблюдается при повышенном импедансе и подавлении внутренних реакций, ускоряющих старение. |
Риски безопасности | Попадание влаги может привести к короткому замыканию из-за конденсации, увеличивая риск перегрева и возгорания. |
Отключение батарей при длительном хранении
Всегда отключайте литий-ионные аккумуляторы от устройств и зарядных устройств при длительном хранении. Подключённые аккумуляторы приводят к ускоренному саморазряду и сокращают срок их службы. Даже при использовании современных средств защиты зарядных устройств длительное нахождение аккумуляторов на зарядном устройстве создаёт ненужную нагрузку и ускоряет потерю ёмкости. Зарядка аккумуляторов примерно на 50–80% перед хранением помогает сохранить их работоспособность, предотвращая полную зарядку или разрядку.
Отсоедините батареи от устройств, если срок хранения превышает 3–6 месяцев.
Не оставляйте аккумуляторы на зарядных устройствах на длительное время.
Выполняйте периодическое техническое обслуживание, например, проверку и зарядку аккумуляторов каждые три месяца, а также чистку клемм.
Правильные условия хранения и высокое качество производства могут снизить годовой саморазряд литий-ионных аккумуляторов более чем вдвое. При оптимальном хранении можно сохранить более 70% первоначальной ёмкости через 40 лет, в то время как при более высоком саморазряде ёмкость теряется на 30% каждые 10 лет.
Наконечник: Внедрите эти рекомендации по хранению, зарядке и обслуживанию, чтобы максимально увеличить надежность и срок службы аккумуляторов в критически важных приложениях, таких как медицинские приборы, робототехника, системы безопасности, инфраструктура, бытовая электроника и промышленная автоматика.
Часть 3: Управление температурой
3.1 Избегайте жары
Вы должны защищать литий-ионные аккумуляторы от чрезмерная жара Для поддержания производительности и безопасности. Высокие температуры ускоряют химические реакции внутри аккумулятора, вызывая быструю деградацию и повышенный саморазряд. Эксплуатация или хранение аккумуляторов при температуре выше 45°C (113°F) грозит ускоренным старением, вздутием и даже тепловым пробоем. В таблице ниже приведены критические температурные пороги:
Порог температуры | Влияние на саморазряд литиевых аккумуляторов и безопасность |
|---|---|
Выше 45°C (113°F) | Ускоренное старение, повышенный саморазряд, риск теплового разгона |
Выше 60°C (140°F) | Образование газа, вздутие, выделение газов, серьезная угроза безопасности |
Серьезная термическая опасность при высоких скоростях разряда | |
Выше 130°C (266°F) | Чрезвычайный риск возгорания и теплового выхода из строя |
Тепло увеличивает скорость саморазряда литий-ионных аккумуляторов, даже когда они не используются. Например, при высоких температурах скорость деградации может увеличиться до 14 раз по сравнению с комнатной температурой. Вы можете увидеть этот эффект в основным медицинским, робототехника и промышленность В приложениях, где надежность аккумулятора критически важна. Длительное воздействие тепла, особенно во время зарядки, приводит к необратимой потере ёмкости и дисбалансу элементов аккумуляторных батарей. Всегда контролируйте температуру аккумулятора во время зарядки и избегайте воздействия окружающей среды с температурой выше 45°C.
Наконечник: Храните и эксплуатируйте литий-ионные аккумуляторы в условиях контролируемого климата. Используйте системы терморегулирования для предотвращения перегрева во время циклов зарядки и разрядки.
3.2 Предотвращение сильного холода
Экстремальный холод также представляет значительную опасность для литий-ионных аккумуляторов. Низкие температуры увеличивают вязкость электролита, замедляют движение ионов и увеличивают внутреннее сопротивление. В результате наблюдается падение напряжения и снижение полезной ёмкости. Например, аккумулятор, рассчитанный на 100% ёмкости при 25 °C, может отдавать только 50% при -18 °C. Зарядка литий-ионных аккумуляторов при температуре ниже 0 °C (32 °F) может привести к образованию литиевого налёта на аноде, что приведёт к внутренним коротким замыканиям и необратимому повреждению.
В условиях холода увеличивается риск повреждений, связанных с влажностью, из-за образования конденсата, который может привести к коррозии внутренних компонентов.
Зарядка при отрицательных температурах может привести к образованию литиевого покрытия и потере емкости.
Вероятность глубокого разряда повышается, если аккумуляторы хранятся полностью разряженными в холодных условиях.
Чтобы снизить эти риски, вам следует:
Храните батареи при температуре от 10°C до 20°C.
Перед хранением поддерживайте умеренный уровень заряда (30–80%).
Используйте изолированные контейнеры или термоупаковку для аккумуляторов в холодных условиях.
Избегайте зарядки литий-ионных аккумуляторов при температуре ниже нуля.
Используйте методы контроля влажности, например, пакеты с силикагелем.
Примечание: Предварительный прогрев аккумуляторов перед зарядкой в условиях холода помогает поддерживать их производительность и продлевает срок службы. безопасность и инфраструктура секторах надежная работа аккумуляторных батарей в холодном климате имеет важное значение.
Часть 4: Продление продолжительности жизни
4.1 Качественное оборудование
Вы можете достичь более длительный срок службы для ваших литиевых аккумуляторов, выбирая сертифицированное высококачественное оборудование. Сертифицированные аккумуляторы проходят строгие испытания на соответствие международным стандартам безопасности и производительности. Этот процесс обеспечивает надежную работу, низкий саморазряд и снижение риска отказов в таких требовательных областях, как медицинские приборы, робототехника и Охранные системы.
При выборе литиевых аккумуляторов обратите внимание на следующие сертификаты:
IEC 62619: Безопасность промышленных литий-ионных аккумуляторов.
UL 9540: Безопасная интеграция аккумуляторных и инверторных систем.
UL 1973: Безопасность стационарных накопителей энергии.
Сертификация CSA: соответствие канадским нормам безопасности и охраны окружающей среды.
Маркировка CE: европейские стандарты в области охраны труда, техники безопасности и охраны окружающей среды.
UKCA: Соблюдение требований безопасности в Великобритании.
IEC/EN 62477: Безопасность силовых электронных преобразователей.
VDE: немецкая электробезопасность и качество.
UN DOT 38.3: Безопасная транспортировка и обработка.
UN ECE R100: Безопасность напряжения.
Сертифицированные аккумуляторные блоки лучше сохраняют заряд и обеспечивают повышенную безопасность по сравнению с несертифицированными аналогами. Вы снижаете эксплуатационные риски и обеспечиваете стабильную работу на протяжении всего срока службы аккумулятора. Всегда проверяйте сертификацию перед установкой аккумуляторных блоков в свои системы.
Наконечник: Сертифицированное оборудование не только обеспечивает безопасность, но и соответствует принципам устойчивого развития и ответственного подхода к закупкам. Подробнее об ответственном подходе к закупкам см. в нашем разделе. устойчивость и конфликтные минералы Ресурсы.
4.2 Системы управления аккумуляторными батареями
Надежная система управления аккумулятором (BMS) играет важнейшую роль в продлении срока службы литиевых аккумуляторов. BMS непрерывно контролирует напряжение, ток и температуру как на уровне отдельных элементов, так и на уровне модулей. Она обеспечивает защиту от перезаряда, переразряда, перегрузки по току и коротких замыканий. Передовые системы обеспечивают балансировку элементов, точную оценку состояния заряда (SoC) и работоспособности (SoH), а также управление температурой. Эти функции помогают своевременно выявлять неисправности, поддерживать стабильную работу элементов и предотвращать возникновение условий, ускоряющих саморазряд.
Ключевые особенности эффективной BMS включают в себя:
Мониторинг напряжения, тока и температуры в режиме реального времени.
Защита от перезаряда, переразряда и короткого замыкания.
Балансировка клеток для предотвращения неравномерного старения.
Точная оценка SoC и SoH.
Терморегулирование для предотвращения перегрева.
Коммуникационные интерфейсы для удаленного мониторинга и аналитики.
Модульная архитектура для масштабируемости и надежности.
Благодаря интеграции надежной система управления батареями, вы обеспечиваете оптимальную зарядку, снижаете износ и максимально увеличиваете срок службы. Отраслевые исследования показывают, что использование передовых систем управления аккумулятором (BMS) и соблюдение передовых методов зарядки может продлить срок службы аккумулятора с 2–3 до более чем 10 лет, в зависимости от количества циклов зарядки и регламента технического обслуживания.
Количество полных циклов зарядки | Расчетный срок эксплуатации |
|---|---|
300 | 2-3 лет |
1,000 | 3-5 лет |
3,000 | 5-7 лет |
10,000 | 8-10 лет |
15,000 | Более 10 лет |
🛡️ Примечание: Внедрение сертифицированного оборудования и передовых технологий BMS имеет решающее значение для максимального увеличения срока службы аккумуляторных батарей и обеспечения надежной работы в промышленных и коммерческих приложениях.
Соблюдение рекомендаций по обслуживанию аккумуляторов позволит снизить саморазряд, увеличить срок службы и повысить надежность. Зарядка после каждого использования, регулярное обслуживание и правильное хранение защитят ваши инвестиции. Внедрите эти рекомендации в программу обслуживания литиевых аккумуляторов. Сделайте уход за аккумуляторами неотъемлемой частью вашей эксплуатации для максимальной эффективности.
FAQ
1. Какой метод зарядки литиевых аккумуляторных батарей является наилучшим для промышленного применения?
Используйте специальное зарядное устройство с точной регулировкой напряжения и силы тока. Избегайте быстрой зарядки без необходимости. Следите за температурой во время зарядки. Всегда следуйте рекомендациям производителя. циклы зарядки и интервалы.
2. Как температура влияет на зарядку и саморазряд литий-ионных аккумуляторов?
Высокие температуры ускоряют саморазряд и снижают эффективность зарядки. Низкие температуры замедляют зарядку и могут привести к литированию. Для оптимальной производительности храните и заряжайте аккумуляторы при температуре от 15°C до 25°C.
3. Можно ли оставлять литиевые аккумуляторные батареи подключенными к устройствам или зарядным устройствам во время длительного хранения?
Перед длительным хранением следует отключать аккумуляторы от устройств и зарядных устройств. Постоянная зарядка или постоянное подключение к устройствам увеличивают саморазряд и сокращают срок службы. Large Power предложения индивидуальные консультации для оптимальных решений хранения и зарядки.
Для получения более подробной информации о применении литий-ионных аккумуляторов в основным медицинским, робототехника, безопасность, инфраструктура, бытовая электроника и промышленность сектора, посетите наши внутренние ресурсы.
